和谐系统的非线性意蕴

      中图分类号：N031 N094-02 文献标识码：A 文章编号：1005-6408(2009)02-0058-05

      非线性科学是研究复杂性现象的新学科，是20世纪科学史上继相对论、量子力学之后的又一次科学革命，非线性科学从深层次上揭示了复杂系统从无序走向有序的条件、动力与机制。由非线性科学形成的非线性观是一种崭新的自然观，它把简单性与复杂性、有序性与无序性、确定性与随机性、必然性与偶然性统一在新的绚丽多彩的自然与社会图景之中。促使人们的思维方式由线性思维转变为非线性思维，使人们认识到在复杂系统中各种要素之间存在着大量的非线性相互作用，世界的本质是非线性的。这启示我们用非线性思维观来认知、理解和谐，分析和谐系统的非线性意蕴，对和谐系统的本质与演化规律进行研究与思考。

      1.和谐系统是整体正效应的涌现

      从古至今，许多学者在论及和谐时，通常指人与自然的和谐、人与社会的和谐、人与人的和谐、人自身的和谐，可以看出，和谐是一个系统的概念。从非线性观的视野审视，不论是人自身和谐、社会和谐、自然界和谐以及它们之间的和谐均涉及多种不确定性因素，因此，和谐又是一个非线性的、复杂的系统。非线性系统的本质是不满足叠加原理，即系统要素间的相互作用、相互渗透、相互影响、相互制约的非线性关系使得整体不再简单地等于局部之和，而可能出现不同于“线性叠加”的增益与亏损[1]。这种系统效应表现为系统整体功能TP与局部功能之间的非线性关系，可用如下概念性公式表示：

      

      式中Pi表示第i个要素（或第i个子系统）的功能，△P为系统要素之间非线性相互作用对系统功能产生的影响效果。△P是正或负取决于系统各要素之间既竞争又合作的非线性相互作用，以及竞争与合作匹配得是否恰当。这种系统非线性特征告诉我们，一个既有竞争又有合作，而且二者匹配恰当的系统是一个“和而不同”的和谐系统，它的整体功能总是大于部分之和；相反，一个只有竞争、或只有合作以及两者匹配不当的系统是一个不和谐的系统，它的整体功能必定小于部分之和。换句话说，系统的整体功能取决于系统要素之间非线性相互作用的相干效果与耦合程度，这是系统要素之间一种协同程度（或称为和谐程度）。因此，可以认为在一个和谐系统中，必然会显现出“1+1＞2”的非线性和谐协同效应，使系统的整体正效应得到涌现。上述分析表明，系统要素间的非线性作用产生的和谐协同效应揭示了人类社会与自然界竞争与合作这一对具有普遍意义的关系，它们相互匹配、共同作用是系统生存、演化的动力之源。所谓竞争是指要素之间相互较量、相互斗争、相互争胜，它源于要素的个体性与差异性。所谓合作是指要素间的相互联合、相互协调，它源于要素的集合性、统一性。同时也印证了“和而不同”这一古老的东方智慧所蕴含的和谐哲理。“和”源于要素间的协调性、集合性与统一性，“不同”源于要素之间的个体性与差异性。

      和谐系统的形成体现了整体正效应的涌现，在这个过程中系统各要素之间既有竞争、又有合作，两者缺一不可、各司其职、共同作用、密不可分。系统的和谐发展是一个过程，是其功能和目的的实现过程，竞争、合作都是为了实现这一目的。因此，竞争、合作二者“你中有我，我中有你”，相辅相成，共同推动系统持续健康地发展，使得系统正效应不断涌现。在人类社会发展中，一个群体、组织、学校以至国家，其中的成员从他们的本能和需求出发，总是在与其同类比较、竞争，力求超越对方，同时为了共同的目标及应对复杂多变的客观环境，他们又从各自的本能和需求出发，进行合作，以取得共同的发展，实现互利共赢。

      这启示我们，一个组织（学校、企业、社会团体等）其系统要素之间绝不是一个简单的线性关系，而是一种复杂的非线性关系。因此，在构建和谐社会与和谐组织时需要动态的对各种要素进行不断地有机整合、合理匹配，达到良性规范的竞争与相互支持有效的合作，促使系统在宏观整体上表现为有序、高效、协调、持续的发展，呈现出整体正效应的涌现。

      2.和谐系统是复杂性与简单性的辩证统一

      人们对事物的认识总是从简单到复杂，又寻求从复杂到简单。伴随着科学研究的深入，自然界存在着大量复杂的非线性现象，尤其是看似简单的系统中混沌现象的频频发现，极大地激发了人们对复杂性问题的研究。从科学技术发展的历程看，简单性与事物的线性、确定性、规律性相关，是近代自然科学研究的主要内容。而复杂性是属于当代自然科学研究的重点，与非线性、随机性、多样因果关系的不可预见性等概念相关。被誉为世界复杂性问题研究中枢的圣菲研究所三位发起人之一盖尔曼(M.Gell-Mann)在他的《夸克与美洲豹——简单性与复杂性的奇遇》一书中指出：“在我看来，亚瑟塑造的夸克和美洲豹的形象完全表达了我所称之为简单与复杂的自然界的两个方面：一方面，是关于物质和宇宙的基本物理规律；另一方面，是我们直接观察到的包括我们自身在内的世界之纷繁的结构。”[2]非线性科学的核心混沌动力学理论研究指出：“简单系统可以产生复杂行为，复杂系统可以产生简单行为。也可以说，简单的决定论系统可以滋生复杂结构，复杂的系统仍然可能遵从简单的规律。”[3]可见，简单性与复杂性是相对而言的，简单性与复杂性相互包含，并无确切的边界，事物既简单又复杂，是简单性和复杂性的辩证统一，这些非线性复杂科学的研究不仅丰富与发展了唯物辩证法，而且启示我们需要用非线性思维的视野来研究复杂的和谐系统，并从中探索相对简单的规律。